三维空间中异构传感器网络的目标覆盖

在传感器随机分布的目标覆盖问题中,针对由感知属性不同的普通节点和超级节点构成的异构传感器网络,在三维空间中基于概率感知模型,结合免疫优势克隆算法来进行目标覆盖问题的优化．由免疫优势克隆算法提供的传感器节点最少等效个数的寻求方法,保证了随机分布于三维空间里的可感知的目标点能够全部被覆盖到．实验结果表明,与目前解决此问题最好的遗传算法相比,在达到与遗传算法相同覆盖质量的条件下,免疫优势克隆算法有效提高了实时性,明显降低了寻优时间．     

全向传感器网络中基于虚拟力的三维覆盖增强算法

针对全向传感器网络中的三维覆盖增强问题,简单的把二维覆盖增强算法扩展到三维空间,会存在覆盖性能不稳定、能耗大等缺陷,提出了一种基于虚拟力的三维覆盖增强算法.该算法通过传感器之间的节点斥力和节点引力以及传感器与目标区域边界之间的边界斥力来确保传感器的均匀分布,并使用覆盖因子来消除传感器的无效移动.仿真结果表明,所提算法不仅具有较好的收敛性,还能够显著地提高无线传感器网络的覆盖率.     

基于改进的微粒群算法的WSN节点部署策略

在无线传感网络部署中,必须保证无线传感器节点能够有效地覆盖被监测区域.为了减少节点部署时产生覆盖盲区,提高网络的覆盖率,本文提出了一种基于改进微粒群算法的无线传感器网络节点部署优化策略,以网络的覆盖率为适应值函数,将传感器节点的部署问题转化为目标优化问题,通过采用k-means聚类算法划分子种群,并且对子种群进行动态重...     

面向目标覆盖的无线传感器网络确定性部署方法

针对无线传感器网络中随机部署节点集划分法不能保证离散目标点优化部署的问题,利用目标点最多层交叠域及遗传算法设计了一种面向目标覆盖的最优确定性部署方法.该方法通过目标点最多层交叠域寻找监测目标点集的传感器节点候选位置,基于候选位置点并利用遗传算法找出实现目标监测的最少节点数及节点位置.所提算法中候选位置点的选取简化了遗传算法中的编码工作,且与适应度函数相结合加速了算法的收敛,而遗传算法提供了最佳位置点的寻求方式.仿真试验表明,所提方法在满足用户感知需求的基础上具有较少的部署节点数,通常被控制在目标点个数的30%以内,极大地降低了网络部署成本,实现了无线传感器网络空间资源的优化分配.     

基于二进制差分算法的HWSN目标覆盖研究

本文对三维空间异构传感器网络的概率感知模型进行研究,为解决用最少工作节点覆盖区域内所有目标这一问题,将二进制差分算法融入到目标覆盖算法中．仿真实验表明,在覆盖所有目标前提下,二进制差分算法与遗传算法相比,所需工作传感器个数和迭代次数均有减少,证明了二进制差分算法可以有效解决该问题．与此同时探讨了感知半径,目标密集度和衰减因子等因素对于覆盖问题的影响．     

基于WTGWO的无线传感器网络三维部署优化方法

为优化无线传感器网络的部署问题,提出一种新的无线传感器网络三维部署优化方法.在增强灰狼优化算法的基础上,通过在外层位置更新策略中引入自适应权重方法,平衡了增强灰狼优化算法开发与勘探之间的搜索.在马鞍形曲面山坡上进行仿真实验,实验结果表明,在50个节点下,该方法在保证连通的情况下最高覆盖率可达97.58%,平均覆盖率可达96.74%,与其他算法相比提高了1.64%～3.87%,可以有效提升无线传感器网络的覆盖率,增强无线传感器网络的服务质量.     

基于云模型粒子群算法的WSN节点部署优化

节点部署优化技术是无线传感器网络的主要应用点,也是近年来国内外学者研究的热点问题,它在军事、民防、环境等多个领域中具有广阔的应用前景.针对目前无线传感节点部署方法存在节点分布不均匀、覆盖不完全等问题,提出一种采用云模型改进粒子群算法,并将该算法用于无线传感器网络节点部署.对比实验结果表明,该方法能够以相对较小的代价完成传感器感知节点部署,能快速收敛于最优解,能够降低网络部署的成本,提高网络的整体覆盖率.     

无线传感器网络中目标检测节点的优化部署

为提高无线传感器网络的目标检测精度，提出了一种基于遗传算法的节点部署优化方法．通过把传感区域模型化为网格，将目标定位问题转化为确定目标在某个网格点的问题．随后，将传感器节点部署问题形式化为一个组合优化问题，其目标是在有限的成本和完全覆盖条件下减小最大分辨误差．遗传算法采用二进制编码表示节点的位置，使用单亲交叉算子和单亲变异算子来提高算法的执行速度和进化效率．实验结果表明，基于遗传算法的求解方案能快速地求出传感器节点位置优化问题的全局最优解，并满足目标定位的精度要求．     

混合无线传感器网络移动节点部署优化

为了提高随机部署条件下无线传感器网络对目标监测区域覆盖质量,将目标区域划分为彼此相邻但互不重合的子区域,根据各子区域的期望覆盖质量,并利用改进的粒子群算法优化各子区域节点的分布密度;然后在节点间建立虚拟力场,利用虚拟力调整移动节点的部署位置.仿真实验结果表明,该方法能有效优化移动节点的部署,改善目标区域内节点的分布情况,提高无线传感器网络的覆盖服务质量.     

基于k-覆盖保证的异构传感器网络节点调度策略

在分析已有传感器网络覆盖控制协议的基础上,提出了一种分布式覆盖控制算法.针对节点随机部署的异构网络,通过研究网络中节点交点的必要性,得出必要节点交点的最低覆盖度即为区域覆盖度的结论,由此可将区域覆盖度的计算转化为特殊点的覆盖度计算,从而解决了覆盖算法计算复杂度高和不精确等问题.在此基础上,又提出了一种以保证k-覆盖为目标的节点调度策略(SEC),该策略按照时间轮次,根据精确覆盖度算法可分布式地确定节点的状态.仿真结果表明,SEC能够减少节点的通信量,使工作节点数摆脱总节点数的影响,从而延长了网络的生命周期.与经典覆盖控制算法相比,所提算法在保证网络覆盖度的前提下可有效降低工作节点的数量,提高大规模传感器网络的可扩展性.     

基于人工势场的水下传感器网络部署优化策略

对水下传感器网络移动节点的位置进行调整以提高传感器网络的有效覆盖率具有重要现实意义.根据水下传感器网络的特点,提出基于人工势场的分布式水下传感器网络部署优化算法UPFA(Underwater deployment based on Potential Field Approach).混合传感器网络部署优化问题可以转化为漏洞修复问题,覆盖的漏洞会对移动节点产生虚拟吸引力.仿真结果表明,UPFA算法能够引导水下的移动节点修复水下传感器网络的覆盖漏洞,显著提高水下传感器网络的有效覆盖率.     

改进粒子群算法的传感器网络覆盖分布优化

为解决基于粒子群算法的传感器网络覆盖分布中存在的收敛速度慢和指定目标点不能保证覆盖等问题,采用了一种基于虚拟势场法的改进粒子群算法.在传感器节点之间建立虚拟势场,推导出相互作用的连续虚拟力,减少了引力和斥力边界的振荡,加快了算法的收敛速度.增加指定目标点的势场,以提高目标点对粒子的吸附力,保证了目标点始终处于传感器的感知范围之内.研究结果表明:改进粒子群算法具有更快的收敛速度,提升了在保证指定目标点完全被覆盖的条件下区域覆盖率.研究结论有助于布置关键区域的传感器网络.     

网格移动的无线移动传感器网络部署算法

针对目前无线移动传感器网络中部署算法过于复杂的问题,提出了一种新的基于网格移动的无线移动传感器网络部署算法.降低了常见无线移动传感器网络部署算法的时间复杂度,提高了任务区域的节点覆盖度,减少了覆盖漏洞,适用于无线移动传感器网络的应用.文中论述了该算法的构架,执行过程,并对该算法进行了仿真分析.仿真结果表明,该算法在有效降低算法复杂度的情况下满足了网络部署中关于覆盖率的要求.     

无线传感器网络多目标关联覆盖

针对多目标网络覆盖中传感器节点和目标的关联关系,依据数据挖掘中的关联规则挖掘技术,设计了多目标关联覆盖算法MTACA．考虑到能量的有效性,利用关联规则挖掘方法动态地确定目标集合和传感器节点集合,通过节点集合工作状态的转换完成目标的完全覆盖,延长了网络使用寿命．同时,改进了适应区域覆盖的PEAS算法,使其适应多目标覆盖的应用．通过仿真对MTACA和改进的PEAS算法进行了性能分析．结果表明：MTACA算法和改进的PEAS算法在目标完全覆盖能力和网络使用寿命上明显优于随机部署网络;MTACA算法在目标完全覆盖能力、网络使用寿命、网络剩余能量以及节点间能量消耗均匀性上明显优于改进PEAS算法．     

基于轴面对称机制的物联网节点覆盖算法

为解决物联网部署过程中存在的节点覆盖强度低、传输盲区面积大,以及簇头节点受限等不足,提出了一种基于轴面对称机制的物联网节点覆盖算法.首先,采用等距分割方案,设计了一种基于轴面对称机制的区域覆盖方法,通过对称分布簇头节点来实现网络区域的初级分割,提高网络初始化覆盖效率.随后,鉴于主备机制难以进行节点动态更新,通过预热方式来部署多个镜像节点,构建了基于热备机制的簇头轮询方法,降低网络因簇头节点受限而出现传输受阻现象.最后,对初始化分割区域进行非等距优化,提出了一种基于量化部署机制的传输优化方法,增强网络传输能力,提升簇头节点对数据的传输效率.仿真实验表明,与改进的蚁狮算法的无线传感器网络覆盖优化和基于改进粒子群算法的无线传感器网络覆盖策略等方案相比,本文算法具有更高的拥塞控制能力和节点覆盖效率高,以及更低的簇头受限概率.     

基于微粒群优化的三维无线传感网定位算法研究

为解决三维空间下无线传感器网络节点的精确定位问题,提出了一种三维空间微粒群搜索算法(3D-PSO),将节点定位用优化问题进行描述.为了提高算法的执行效率和定位精度,提出了一种基于距离的目标函数来评价微粒的适应度.对微粒的搜索空间进行了限制,以加快定位结果的收敛速度.在理想环境和有测距误差的情况下证明了该算法的可行性和有效性.仿真结果表明,与典型的定位算法相比,该算法具有更好的健壮性和更高的定位精度.     

基于信息流累积的传感器节点分布密度控制算法

针对大规模无线传感器网络中的路由空洞问题设计了一种传感器节点非均匀部署机制:基于信息流累积的传感器节点分布密度控制算法.该算法根据网络中不同位置上节点需转发的信息流量,估算出网络中的能耗分布情况,并据此求出网络中不同位置上节点应有的部署密度.仿真结果表明,与按均匀分布策略进行布网的方法相比,本文提到的节点非均匀部署机制可使网络中各节点的能耗达到极好的均衡,从而有效避免网络中过早出现路由空洞问题,保证无线传感器网络的监测覆盖程度,加强网络的安全.     

一种基于CPK的WSN节点认证和密钥协商方案

认证技术是保护系统资源与用户隐私的一个关键技术,在信息安全领域中有着重要的位置.针对传统的认证方案对节点认证效率低,且不适用于大规模部署的无线传感器网络认证的问题,采用层次化无线传感器网络模型,提出一种基于CPK的双向无线传感器节点认证及密钥协商算法.结果表明,该算法无需安全信道传输消息,能高效地完成节点认证与密钥协商,解决了大规模部署的无线传感器网络认证的问题.     

无线传感器网络中一种基于节点序列的覆盖算法

针对覆盖问题是无线传感器网络中的一个基本问题.不同的应用场景对网络的覆盖度有不同的要求,提出一种基于节点序列的覆盖算法(CNS)来判断网络的覆盖情况、消除覆盖漏洞.算法首先讨论如何判断网络1度覆盖情况,然后通过调整距离覆盖漏洞最近的传感器节点的感应半径来动态提高网络的1度覆盖率.同时,还对CNS算法进行扩展,用来解决多度覆盖问题.模拟结果表明:CNS算法在性能上要比现有覆盖算法优越.     

基于能量预测的无线传感器网络节点覆盖调度算法

针对无线传感器网络中存在的热区问题,采用非均匀部署方案,并在此基础上提出基于能量预测的无线传感嚣网络节点覆盖调度算法.并对算法进行了仿真实验和性能分析.结果表明该算法可以延长的网络生命周期并在较长的时间里保持较高的网络覆盖率,能够达到网络内大多数节点能耗均衡的设计目标.